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市政框构桥下穿多股铁路线顶进施工技术

作者:未知

  摘要:太原市市政道路改造工程中,三座市政框构桥下穿市区大西高铁等多股线路,在不中断铁路行车的条件下进行线路加固、顶进施工,现场施工环境复杂,河道中汛期施工,施工安全风险大,本文叙述了框构预制、线路加固、多项控制措施等施工技术。
  关键词:框构桥预制  铁路线路加固  顶进施工
  1 工程概况
  1.1大西下行线K269+532.3(1-13m)南沙河钢筋混凝土框构为顶进框构,框构轴线与既有大西下行线斜交47.13°,在既有铁路西侧预制,1-13m框构长29.71m(道路方向),宽20.71m(线路方向)。全桥净高6.5m,全高8.9m。采用纵横抬梁对既有线进行加固,在不中断铁路行车的条件下,采用顶进法由西向东一次顶进到位。1-13m框构顶程为41.38m,下穿机务段回库线、石太客专下行线及大西下行线。既有1-16m框构桥防护桩需要在顶进过程中用破碎锤及工程液压剪进行拆除。
  1.2 大西上行线K269+738.42(1-16m)钢筋砼框构为顶进框构,顶进框构与大西上行线斜交51.55°,在既有铁路东侧预制,桥全长38.04m,宽23.23m,净高6.5m,全高8.9m。大西上行线K269+723.4(1-4m)钢筋砼框构为顶进框构,顶进框构与大西上行线斜交51.55°,在既有铁路东侧预制,桥全长38.04m,宽6.31m,净高7.6m,全高8.9m。主体采用C35钢筋混凝土预制,框构预制前在既有车辆段出行桥东侧架设钢便桥。采用纵横抬梁对既有线进行加固,在不中断铁路行车的条件下,采用顶进法由东向西一次顶进到位。框构顶程为47.08m,下穿机务段出库线,石太客专上行线、大西上行线三股道。由于本框构桥在南沙河河道内预制,基坑开挖前需将南沙河河道进行临时改移,顶进完成后将河道进行恢复。
  2 挖孔桩防护方案
  为防止顶进时路基边坡失稳,危及行车安全。在施工前需对路基采用挖孔桩进行加固防护。
  2.1 大西下行线K269+532.3(1-13m)框构桥
  2.1.1 由于在既有1-16m框构北侧进行新建1-13m框构的施工,所以新建顶进框构南侧不设置防护桩,框构桥太原站方向线路东西两侧及线间设置防护桩,共26根。桩径1.25m,桩长19m。
  2.1.2 框构桥顶出端及线间支撑桩设置12根,桩直径1.25m,桩长10m,其中下段8.5m,顶部1.5m为素混凝土,分界面平铺两层塑料布隔离,接头外侧设6mm厚,长度0.8m的两半圆钢套筒,钢套筒外侧设φ20钢筋围箍四道,顶进时采用氧焊割开。
  2.1.3 框构桥顶出端设置抗滑移桩,共5根,桩直径1.00m,桩长19m。
  2.1.4 防护桩沿线路两侧设置冠梁,冠梁宽1.25m,厚1m。
  2.2 大西上行线K269+738.42(1-16m)及大西上行线K269+723.4(1-4m)框构桥
  2.2.1 防护桩。框构桥靠近太原站方向线路两侧及线间设置17颗防护桩,框构桥工作坑北侧设置32颗防护桩,共49根。桩径1.25m,桩长19m,桩身为C35钢筋砼。桩身采用直径25mm螺纹钢,每桩46根。防护桩沿线路两侧设置冠梁,冠梁宽1.4m,厚1m。
  2.2.2 支撑桩。框构顶出端及线间设置支撑桩共计15根,桩直径1.25m,桩长10m,其中下段8.5m桩身为C25钢筋砼。桩身主筋采用直径25mm螺纹钢,每桩20根。顶部1.5m为素混凝土,分界面平铺两层塑料布隔离,接头外侧设6mm厚,长度0.8m的两半圆钢套筒,钢套筒外侧设φ20钢筋围箍四道,顶进时采用氧焊割开。
  2.2.3 抗横移桩。框构顶出端设置抗滑移桩,共7根,桩直径1.00m,桩长19m,桩身为C25钢筋砼。桩身采用直径25mm螺纹钢,每桩32根。
  冠梁形状为L形。冠梁上截面为0.7m×0.5m,下截面为1.4m×0.5m。
  3 工作坑开挖及框构桥预制
  3.1 大西下行线K269+532.3(1-13m)框构桥在机务段回库线线路西侧预制,大西上行线K269+738.42(1-16m)及大西上行线K269+723.4(1-4m)框构桥在机务段出库线线路东侧预制。基坑前端开口线距离线路护网外侧2m。工作坑前端开挖边坡为1:1。以便框构桥前悬臂板施工时放置于基坑前端边坡上,缩短顶进距离。
  3.2 大西下行线K269+532.3(1-13m)框构桥基坑两侧开挖边坡1:0.5m,距离基坑底4m时,在基坑周围边坡根部打入I40b工字钢作为基坑边坡防护,然后进行垂直开挖,基坑成型后,12m工字钢打入基坑底地面下8m,外漏4m。
  3.3 大西上行线K269+738.42(1-16m)及大西上行线K269+723.4(1-4m)框构桥基坑紧邻河道侧基坑防护采用I40b工字钢支护,距(1-4m)框构桥北侧边墙4m基坑边坡打入I40b工字钢钢板桩,打入基坑底地面下8m,外漏4m,工字钢顶部至原地面采用1:0.5放坡开挖。(1-16m)与(1-4m)框构桥预制,框构间采用一层竹胶板隔离作为沉降缝,框构桥内侧边墙采用φ16螺纹钢筋进行对拉,间距0.5m。以便于施工时钢筋绑扎及模板支设,框构桥预制完成后,然后在列车慢行限速45km/h条件下,与1-16m框构桥同时由东向西一次性顶进到位。
  3.4 基坑底标高按照顶进方向设置3‰仰坡,基坑顶面周围设计截水槽,基坑四角设置集水坑,以便雨水及地面水流入基坑后,及时利用污水泵排出工作坑。
  3.5 框构桥预制模板采用组合钢模板,底板浇筑完成后,顶板及边墙采用满堂红脚手架做支撑。支架搭设顺桥向立杆间距0.9m,横桥向立杆间距0.6m,步距1.2m。
  4 线路加固方案   线路加固:线路加固采用纵横抬梁及3-5-3扣轨法。横梁按0.55-1.1m循环布置。
  大西上行K269+738.42(1-16m)及大西上行线K269+723.4(1-4m)。
  4.1 方枕
  大西下行线K269+532.3(1-13m)框构桥由西向东依次下穿机务段回库线、石太客专下行线与大西下行线;大西上行线K269+738.42(1-16m)及大西上行线K269+723.4(1-4m)框构桥由东向西依次下穿机务段出库线、石太客专上行线与大西上行线;框构桥顶进时三股线路采取整体线路加固,为了保证横抬梁在穿入时方向和位置的准确,首先在大西上下行线轨道上按计划位置标明枕木、工字钢和穿入的具体位置。通过拉线,确定石太客专下行线(石太客专上行线)、机务段回库线(机务段出库线)方枕数量,后进行方枕施工。按标定位置穿入3.4m长木枕。穿入的木枕上铁垫板,钉齐道钉。施工中安排专人监护,防止联电,如此反复逐次施工,严格控制水平、方向及轨道几何尺寸,确保行车安全。
  4.2 设置3-5-3扣轨
  扣轨采用P50钢轨,纵向扣轨采用3-5-3形式布置,即两股钢轨外侧采用3扣轨,轨道中心采用5扣轨。
  4.3 穿设横梁工字钢
  横梁采用I45(B型)工字钢,垂直于线路方向布置,间距0.55-1.1-0.55-1.1m循环布置,桥范围内全部加固,框构桥两侧各穿8道工钢。
  4.4 架设纵梁工字钢
  为增加刚度和稳定性,在线路两侧路肩及线间共设4束长纵梁,每束均为三根I45(B型)工字钢组成。
  4.5 防线路横移措施
  为防止线路横移,大西上行线(1-16+1-4m)框构桥在线路西侧设置抗移桩及其冠梁,用于支挡横向工字钢。冠梁为L型钢筋混凝土结构,下部宽1.4m、高0.5m,上部宽0.7m,高度0.5m。为确保行车安全,应根据线路会发生横移的不同情况,在桥体顶板预制时尾部设置拉环,采用倒链与线路加固体系连接在一起,随顶进随拉紧倒链。
  为减小框构桥与横梁的摩擦力,在横梁与框构桥顶板间放置小滑车。
  5 工程竣工技术指标
  本工程集长顶程、多股道、线路高差大、防洪压力等施工难点于一身,对以往的顶桥施工经验是一次前所未有的挑战,针对本工程的诸多特点及难点,采取的各种技术措施都得到了良好的实施,但在实际施工中也存在着不可预见的难题,需要在今后的施工中得到不断的完善、总结,使用新工艺新技术,对进一步提高工程质量提供技术支持。
  参考文献:
  [1]张爱民.铁路既有线框构桥顶进施工技术[J].铁道建筑技术, 2014(S1).
  [2]彭向东.斜交顶进框构桥施工[J].国外桥梁,2000(03).
  [3]梁红燕.顶进式下穿铁路框架桥设计[J].铁道建筑,2009(06).

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